STEREOCONTROL AND RING FORMATION

STEREOCONTROL AND RING FORMATION
Streocontrol in acyclic system
Regioselectivity
Regioisomer memiliki rumus empiris yang sama namun posisi atom atau gugus berbeda. 3-metil heksana dan 4-metil heksanal merupakan contoh dari regioisomer. Reaksi yang menghasilkan satu regioisomer sebagai produk utama dapat regioselektiv atau region spesifik. Contohnya rekasi 2-metil-2-butena dengan HBr memberikan produk uatama 2-bromo-2-metil butane, dengan adisi Markovnikov yang khas sehingga reaksi regioselektif sangat tinggi. Reaksi ini berlangsung dengan pembentukan karbokation yang lebih stabil, yang berekasi dengan nukleofil ion bromida. Jika diinginkan anti Markovnikov yang menghasilkan 1-bromo-2-metil butane maka jalur mekanisme reaksi yang terjadi berbeda. Reaksi alkena dengan HBr dan perokisda melalui mekanisme radikal menghailkan produk anti Markovnikov bromida yaitu 1-bromo-2-metil butana.

Adanya kontrol dalam pembentukan produk yang diinginkan. Penambahan HBr mneghasilkan karbokation, dengan muatan yang berada pada karbon yang lebih tersubstitusi. Tiga substituen alkil yang melekat pada pusat positif menyediakan lebih bamyak stabilitas elektronik ke orbital p dari kation. Reaksi dari karbokaion terseier dan nukleofil ion bromida menghasilkan produk 2-bromo-2-metil butane sebagai produk utama. Tapi jika ditambahkan suatu peroksida maka dihasilkan radikal bromida dan radikal ini mengadisi alkena menmbentuk radikal yang lebih stabil. Radikal intermediet ini bereaksi dengan banyak HBr menghasilkan produk anti Markovnikov dan radikal bromin. Jika reaksi menghasilkan kation maka dihasilkan orientasi Markovnikov. Namun jika diinginkan anti Markovnikov maka lebih meghasilkan orientai radikal anti Markovikov.
Retention versus Inversi of Configuration
Transformasu gugus fungsi sering dilanjutkan degan retemsi, raseemisasi atau inversi pada pusat stereokimia. Contohnya pada rekasi substitusi. Rekasi hidroksilasi dan dehidroksilasi memberikan diastrimer atau enansiomer dan pengurangan keton dan aldehid yang mnegarah pada pembentukan alkohol stereoisomer. Aturan Cram atau Model Felkin-Ahn memnungkinkan untuk memprediksi stereokima dari alkohol yang terbentuk. Penting untk memperediksi stereoisomer yang lebih disukai jika rekasinya stereoselektif dan juga mengaktisipasi steroekontrol yang buruk dalam suatu reaksi.

Cis-trans selectivity
Penambahan reagen tertentu kepada ikatan karbon tangkap tiga dari alkuna (hidrogenasi, halogenasi, dll) dapat mnyebabkan cis atau trans pada alkena yang terbentu. kontrol geomteri cis-trans dapat dijabarkan melalui hidrogenasi katalitik atau reduksi alkuna alkali logam. Seperti pada penggunaan katalis Lindlar memungkinkan hidrogenasi alkuna secara selektif ke cis-alkena dengan hasil 78%.

Syn-anti selectivity
Ada banyak reaksi yang menghasilkan campuran syn dan anti diastereomers, dan jika reaksi adalah diastereoselective satu mendominasi. Sharpless alkena untuk memberikan syndiol adalah salah satu contoh dari bab 3, dan penambahan bromin untuk alkena untuk memberikan antidibromide lain. Reaksi alkena dengan permanganat berair atau osmium tetroxide memberikan cis diol melalui mekanisme syn hidroksilasi. Reaksi adalah umumnya diastereoselective untuk cis-diol, tapi ini tidak pada etil. Dalam studi sintetis yang bertujuan untuk trisiklik kerangka alam Celastraceae sesquiterpenoids, Barrett dan rekan kerja bereaksi 30 dengan sejumlah katalitik osmium tetroxide dan N-methylmorpholine N-oksida, memberikan 72 %% menghasilkan 31a dan 31b di ratio. 1:1 walaupun reaksi diastereoselective untuk cis-diol, kurangnya enantioselectivity hadapan pusat stereogenic lain yang mengarah ke campuran.

Metode alternatif untuk stereoselectivity yang menghasilkan diols dimulai dengan epoxide (32), dibentuk oleh oksidasi alkena (sec. 3.4), yang dibuka untuk diol dengan hidroksida (atau lain nucleophile oksigen). Dalam contoh ini, syn diol 33 dibentuk melalui pendekatan belakang dari hidroksida nukleofilik karbon kurang terhalang 32. Epoxide 32 dianggap menjadi optikal aktif sehingga enantiopurity produk diol dapat ditentukan dan ini digunakan sebagai ukuran stereoselectivity pembukaan cincin. Jalur mekanistik berbeda bentuk diols 31 dan 33. Mengubah proses mekanistik berbeda dapat memodifikasi selektivitas. Pengobatan ini epoxide dengan sejumlah katalis asam perklorat atau asam sulfat (dalam 90% larutan DMSO), misalnya, memberikan campuran cis dan trans diols dalam jumlah yang kurang lebih sama, Meskipun ada sedikit kelebihan trans.20 dalam kasus terakhir ini, asam dikatalisis cincin pembukaan hasil melalui carbocation yang bereaksi dengan air untuk memberikan campuran diastereomers. Kapan cincin pembukaan diprakarsai oleh KOH di lingkungan nonaqueous, SN2 seperti mekanisme menyebabkan pembentukan diastereomer tunggal melalui bagian belakang serangan. Di 85% larutan DMSO, untuk contoh, 1-fenil cyclohexene oksida bereaksi dengan KOH memberikan trans diol.

Heteroatom chelation
Salah astu cara utama untuk mengontrol diastereoselektivits adalah untuk mengambil keuntungan dari efek chelating gugus heteroatom tetangga (efek gugus yang berdekatan) dengan reagen tertntu, yang bisa diilustrasikan dengan reaksi alkohol alilik kiral dengan peroxy acid. Koordinasi dengan oksigen dan pengiriman elektrofil oksigen dari sisi tersebut menghasilkan epoksi alkohol sebagai diastereomer uatma yang artinya mengarahkan ke stereokimia reaksi. Efek gugus tetangga dari heteroatom merupakan hal penting dalam diastereoselektivitas yang diamati dalam epoksida, hidrida resuksi atau hidroborasi serta efek haptophilik dalam hidrogenasi katalitik.

Streocontrol in cyclic system
Regioselectivity
Masalah-masalah yang berkaitan dengan adisi secara regioselektif pada molekul-molekul siklis pada dasarnya sama seperti pada molekul-molekul asiklis. Sebagai contoh, reaksi HBr dengan metilsiklopentena merupakan regioselektivitas yang tinggi untuk produk Markonikov yang menghasilkan tersierbromida, 1-bromo-1-metilsiklopentana.
Namun demikian, hidroborasi metilsiklopentena menghasilkan produk utama anti Markonikov karena untuk adisi dibutuhkan keadaan transisi empat pusat. Adisi boran dan oksidasi menghasilkan campuran alkohol dengan perbandingan 86 : 14, dimana yang lebih menguntungkan adalah produk yang kuran tersubtitusi.
Contoh: reaksi Hbr dengan metilsiklopentena merupakan regioselektivitas yang tinggi untuk produk Markovnikov yang menghasilkan tersier bromida, 1-bromo-1-metilsiklopentena.

 Retensi vs invarsi (kontrol diastereo)
Reaksi molekuler siklis yang melibatkan pembentukan pusat-pusat khiral mirip seperti yang terjadi pada system asiklik. Perbedaan utama antara system siklis dan system ansiklis adalah ketidakmampuan sistem siklis mengalami rotasi disekitar ikatan karbon-karbon yang menghasilkan perbedaan konfigurasi.
Isomer-isomer cis-trans (diastereoselektivitas)
Pada system siklis ,pengontrolan geometric cis-trans merupakan persoalan diastereoseletivitas.konformasi cicin,kemampuan kekonformasian pada keadaan transisi,dan stabilitas produk akhir,merupakan hal yang penting untuk mengkontrol dan memprediksi  stereokimia.
Para ahli kimia yang melakukan sintesis tidak selalu dipaksa untuk menerima stereokimia tersebut.paling tidak ada dua pilihan :
1. Mengubah jalur sintesis untuk menghasilkan intermediet yang menguntukan  yang dapat menghasilkan steriokimia yang diinginkan.
2. Mengubah pusat sterio pada produk akhir.
 Terdapat  banyak cara yang ada untuk memeriksa stereokimia relative pada pusat khiral yang tidak sesuai dengan sasaran yang diinginkan.Dengan memanfaatkan perbedaan-perbedaan seperti itu pada stabilitas produk memungkinkan kita untuk dapat mengubah populasi diastereomer.
Ring Formation
Senyawa siklik memainkan peran penting dalam sintesis organik. Diinginkan senyawa ini tidak selalu tersedia secara komersial, bagaimanapun, dan harus sering disiapkan dengan reaksi cyclization dari prekursor acyclic. Hal ini terutama berlaku untuk senyawa cincin besar (macrocyclic) dan polycyclic molekul. Dalam kasus yang terakhir, sebuah molekul siklik bertindak sebagai template dan cincin lain dibangun ke template (ini disebut annulation). Bagian ini akan membahas penutup Fitur membentuk cincin reaksi yang ditemui dalam sintesis.
Aturan Baldwins digunakan untuk penutupan cincin, atau hanya Baldwin's aturan. Baldwin belajar banyak nukleofilik, homolytic atau cincin-penutupan kationik proses dan menemukan pola diprediksi reaktivitas. Pendekatan ini Berdasarkan persyaratan stereochemical reagen dan substrat serta sudut pendekatan yang diperbolehkan ketika dua pusat reaktif datang bersama-sama. Untuk membentuk sebuah cincin, dua pusat reaktif dihubungkan oleh menambatkan atom (biasanya karbon Atom tetapi tidak selalu, dan memaksakan pembatasan ini kendala pada sudut yang Pusat-pusat reaktif bisa mendekati yang lain, dan pada Stereokimia produk. Jika panjang dan sifat jaringan (menambatkan) menghubungkan terminal atom X dan Y memungkinkan ini geometri untuk dapat mencapai, pembentukan cincin mungkin (disukai), dan kami membuat predikasi yang reaksi akan berhasil. Jika geometri yang tepat tidak bisa dicapai, pembentukan cincin sulit (disfavored) dan kompetitif proses sering mendominasi. Baldwin diklasifikasikan cincin menutup reaksi menjadi dua Kategori: exo (aliran elektron reaksi eksternal untuk cincin terbentuk [144 dari 143], dan endo [aliran elektron adalah dalam cincin terbentuk (146 dari 145)].54 Baldwin lebih jauh diklasifikasikan reaksi menurut hibridisasi atom menerima atom di proses penutupan cincin. Jika atom diserang sp3 hibridisasi, seperti 147, reaksi adalah disebut tet, dan reaksi exo-tet akan menghasilkan sebuah cincin seperti 148. Serangan atom sp2 (143) disebut trigonometri (membentuk cincin 144 atau 146). Serangan di atom hibridisasi sp (149) adalah menggali, dan reaksi exo-menggali akan menghasilkan cincin 150.


DAFTAR PUSTAKA
Smith, M. B. 2011. Organic Synthesis. Unites State of America: Academic Press.
Tokorayama, T., M. Tsukamoto dan H. Iio.1984. “Remarkable Stereocontrol Observed in the Ring Formation by Intramolecular Hosomi-Sakurai Reaction”. Tetrahedron Letters. Vol 25 (44) : 5067-5070.
Wyat, P dan S. Warren. 2007. Organic Synthesis: Strategy and Control. England: John Wiley & Sons, Ltd

PERTANYAAN
1.Bagaimana reaksi pembentukan cincin berdasarkan aturan Badlwin’s rules?
2. Dalam selektifitas syn-anti, bagaimanakah metode yang digunakan dalam menghasilkan diol secara streoselektif?